CN108682878A - 温湿度调节装置及具有其的氢燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温湿度调节装置及氢燃料电池，其中，温湿度调节装置包括：调节箱，调节箱与氢燃料电池中的氢反应堆的空气入口连通；第一温湿度传感器，用于检测调节箱内的空气的温度和湿度；加热制冷一体器，用于对调节箱内的空气进行加热或制冷；雾化器，与调节箱的空气输入管连通，用于向空气输入管内喷洒水雾；第二温湿度传感器，用于检测氢反应堆的散热出风口的气体温度和湿度；控制器，第一温湿度传感器、加热制冷一体器、雾化器以及第二温湿度传感器均与控制器连接。该温湿度调节装置成本低、结构简单、操作方便，可应用于小型便携式的氢燃料电池上。

Description

温湿度调节装置及具有其的氢燃料电池
技术领域
本发明涉及氢燃料电池技术领域，具体涉及一种温湿度调节装置及具有其的氢燃料电池。
背景技术
随着社会的发展，传统烧油汽车更加普及，能源短缺和环境污染也受到了全世界各国的重视。氢燃料电池被认为是影响未来世界的十大科技之一，是将氢气与氧反应将化学能转换成电能的装置。氢燃料电池具有低污染、无噪音、高效率、易维护等特点，受到全世界各国重视。在最近几年氢燃料电池有了飞速的发展，技术上也有很大的更新。
目前，如何提高氢燃料电池的效率是研究燃料电池的一个热点，氢燃料电池在运行时由于内阻较大会自我损耗一部分能量从而使氢燃料电池的自身温度比较高，且湿度逐渐降低。氢燃料电池的温湿度对于电池的效率具有重要影响，因此，如何控制和调节氢燃料电池的温湿度参数，使氢燃料电池的性能达到最佳状态，从而提高氢燃料电池的运行效率是当前氢燃料电池的一个研究热点。
现有的氢燃料电池的温湿度调节装置局限于大型的氢燃料反应堆而且整套系统价格不菲、使用复杂，非专业技术人员可能都无法掌握使用方法并对使用环境有一定的要求，系统的复杂性使各个环节紧密相连，某一部分出了问题都难以排除故障所在。随着氢燃料电池的技术更新，对氢燃料电池的效率也提出了更高的要求，现有的温湿度调节装置已经无法满足氢燃料电池的发展需要，也无法在小型便携式的氢燃料电池上使用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种温湿度调节装置及具有其的氢燃料电池，以解决现有技术中的氢燃料电池的温湿度调节装置成本高、结构复杂庞大、操作麻烦、实用性差的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种温湿度调节装置，该温湿度调节装置包括：调节箱，调节箱与氢燃料电池中的氢反应堆的空气入口连通；第一温湿度传感器，用于检测调节箱内的空气的温度和湿度；加热制冷一体器，用于对调节箱内的空气进行加热或制冷；雾化器，与调节箱的空气输入管连通，用于向空气输入管内喷洒水雾；第二温湿度传感器，用于检测氢反应堆的散热出风口的气体温度和湿度；控制器，第一温湿度传感器、加热制冷一体器、雾化器以及第二温湿度传感器均与控制器连接。
进一步地，空气输入管上于连接雾化器和连接调节箱之间安装一抽风机。
根据本发明的另一方面，提供了一种氢燃料电池，包括氢反应堆，氢燃料电池还包括一温湿度调节装置，温湿度调节装置包括：调节箱，调节箱与氢燃料电池中的氢反应堆的空气入口连通；第一温湿度传感器，用于检测调节箱内的空气的温度和湿度；加热制冷一体器，用于对调节箱内的空气进行加热或制冷；雾化器，与调节箱的空气输入管连通，用于向空气输入管内喷洒水雾；第二温湿度传感器，用于检测氢反应堆的散热出风口的气体温度和湿度；控制器，第一温湿度传感器、加热制冷一体器、雾化器以及第二温湿度传感器均与控制器连接。
进一步地，空气输入管上于连接雾化器和连接调节箱之间安装一抽风机。
进一步地，氢反应堆置于调节箱内，氢反应堆的排风散热管道从调节箱内伸出。
应用本发明技术方案的温湿度调节装置及氢燃料电池，通过第二温湿度传感器获取从氢反应堆的散热出风口排出的气体温度和气体湿度，第一温湿度传感器获取调节箱内空气的温度和湿度，由控制器根据氢反应堆的散热出风口的气体温度和湿度以及调节箱内空气温度和湿度控制加热制冷一体器和雾化器的启停，对调节箱内空气的温度和湿度进行调节，使氢燃料电池在较佳的温度和湿度条件下运行，提高了氢燃料电池的效率。该温湿度调节装置成本低、结构简单、操作方便，可应用于小型便携式的氢燃料电池上，解决了现有技术中的温湿度调节装置成本高、结构复杂庞大、操作麻烦、实用性差的问题。
下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明氢燃料电池的一种实施方式的结构示意简图。
图2为本发明氢燃料电池的另一种实施方式的结构示意简图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、调节箱；11、第一温湿度传感器；12、加热制冷一体器；20、雾化器；30、空气输入管；40、氢反应堆；50、排风散热管道；60、抽风机；70、第二温湿度传感器；80、空气入口。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
参见图1，本发明温湿度调节装置的一种实施例，该温湿度调节装置包括：调节箱10、第一温湿度传感器11、加热制冷一体器12、雾化器20、第二温湿度传感器70和控制器(图中未示出)。调节箱10与氢燃料电池中的氢反应堆40的空气入口80通过管道连通，用于调节进入氢反应堆40的空气的温湿度。第一温湿度传感器11安装在调节箱10内，用于检测调节箱10内的空气温度和空气湿度。加热制冷一体器12安装在调节箱10内，用于加热调节箱10内的空气或制冷调节箱10内的空气，以调节空气温度。雾化器20与调节箱10的空气输入管30连通，用于向空气输入管30内喷洒水雾，以增加空气的湿度。第二温湿度传感器70安装在氢反应堆40的靠近排风散热管道50处，用于检测氢反应堆40的散热出风口的气体温度。该温湿度调节装置中的第一温湿度传感器11、加热制冷一体器12、雾化器20以及第二温湿度传感器70均与控制器连接。
应用上述的温湿度调节装置，通过第二温湿度传感器70获取从氢反应堆40的散热出风口排出的气体温度和气体湿度，第一温湿度传感器11获取调节箱10内空气的温度和湿度，由控制器根据氢反应堆40的散热出风口的气体温度和湿度以及调节箱10内空气温度和湿度控制加热制冷一体器12和雾化器20的启停，对调节箱10内空气的温度和湿度进行调节，使氢燃料电池在较佳的温度和湿度条件下运行，提高了氢燃料电池的效率。该温湿度调节装置成本低、结构简单、操作方便，可应用于小型便携式的氢燃料电池上。
具体的，该温湿度调节装置中的调节箱10为一个小箱子，其尺寸可根据实际使用情况进行选择，优选其长、宽分别为50cm2和40cm2；排风散热管道50和空气输入管30均优选采用直径为20cm的管道。
参见图1，在本实施例中，空气输入管30上于连接雾化器20和连接调节箱10之间安装有一台抽风机60。通过设置抽风机60，便于将空气抽入调节箱10内，并且可将水雾与空气进行充分混合。
参见图1，本发明氢燃料电池的一种实施例，包括氢反应堆50，该氢燃料电池中还包括一个上述的温湿度调节装置。氢燃料电池工作时，通过该温湿度调节装置对通入氢燃料电池的空气的温湿度进行调节，以使氢燃料电池在较佳的温湿度条件下运行，提高电池效率。
应用本实施例的氢燃料电池，通过温湿度调节装置对氢燃料电池的氢反应堆40内的温湿度进行调节，可使氢燃料电池在环境温度高于60℃或低于零下20℃及湿度为0％的环境中良好的运行，该氢燃料电池中的温湿度调节装置安装简单、原理通俗，使用起来比较方便。在实际应用当中，能使氢燃料电池在零下20℃正常启动并且运行良好。如果不使用本实施例的温湿度调节装置则在0℃以下氢燃料电池反应堆无法启动，且在高温环境下氢燃料电池自身温度过高加上环境温度过高，以及高温造成的干燥使质子膜缺水，氢燃料电池反应堆无法工作。该氢燃料电池在高温、低温、干燥环境下能有效地自动降温、增温、增湿，使氢燃料电池不受大环境的约束良好地运行，可使氢燃料电池保持在湿度60％～70％、温度25℃的最佳状态下运行。
参见图2，本发明氢燃料电池的另一种实施例，在本实施例中，氢反应堆40置于调节箱10内，氢反应堆40的排风散热管道50从调节箱10内伸出。这样，氢反应堆40整体置于调节箱10内，氢反应堆40的空气入口80与调节箱10的内腔直接连通，使得氢燃料电池的结构更加紧凑。本实施例中，第一温湿度传感器11、加热制冷一体器12、雾化器20、第二温湿度传感器70以及抽风机60等的安装方式均与图1所示实施例相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种温湿度调节装置，其特征在于，所述温湿度调节装置包括：
调节箱(10)，所述调节箱(10)与氢燃料电池中的氢反应堆(40)的空气入口(80)连通；
第一温湿度传感器(11)，用于检测所述调节箱(10)内的空气的温度和湿度；
加热制冷一体器(12)，用于对所述调节箱(10)内的空气进行加热或制冷；
雾化器(20)，与所述调节箱(10)的空气输入管(30)连通，用于向所述空气输入管(30)内喷洒水雾；
第二温湿度传感器(70)，用于检测所述氢反应堆(40)的散热出风口的气体温度和湿度；
控制器，所述第一温湿度传感器(11)、所述加热制冷一体器(12)、所述雾化器(20)以及所述第二温湿度传感器(70)均与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的温湿度调节装置，其特征在于，所述空气输入管(30)上于连接所述雾化器(20)和连接所述调节箱(10)之间安装一抽风机(60)。
3.一种氢燃料电池，包括氢反应堆(40)，其特征在于，所述氢燃料电池还包括一温湿度调节装置，所述温湿度调节装置包括：
调节箱(10)，所述调节箱(10)与氢燃料电池中的氢反应堆(40)的空气入口(80)连通；
第一温湿度传感器(11)，用于检测所述调节箱(10)内的空气的温度和湿度；
加热制冷一体器(12)，用于对所述调节箱(10)内的空气进行加热或制冷；
雾化器(20)，与所述调节箱(10)的空气输入管(30)连通，用于向所述空气输入管(30)内喷洒水雾；
第二温湿度传感器(70)，用于检测所述氢反应堆(40)的散热出风口的气体温度和湿度；
控制器，所述第一温湿度传感器(11)、所述加热制冷一体器(12)、所述雾化器(20)以及所述第二温湿度传感器(70)均与所述控制器连接。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池，其特征在于，所述空气输入管(30)上于连接所述雾化器(20)和连接所述调节箱(10)之间安装一抽风机(60)。
5.根据权利要求3所述的氢燃料电池，其特征在于，所述氢反应堆(40)置于所述调节箱(10)内，所述氢反应堆(40)的排风散热管道(50)从所述调节箱(10)内伸出。
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